Des chercheurs en ingénierie de l'Université de Californie du Sud ont fait une percée significative dans l'utilisation des nanotechnologies pour la construction d'un cerveau synthétique. Ils ont construit un circuit synaptique en nanotubes de carbone dont le comportement dans les tests reproduit la fonction d'un neurone, la pierre angulaire du cerveau.

L'équipe, qui était dirigée par le professeur Alice Parker et le professeur Chongwu Zhou de l'USC Viterbi School of Engineering Ming Hsieh Department of Electrical Engineering, a utilisé une approche interdisciplinaire combinant la conception de circuits avec la nanotechnologie pour résoudre le problème complexe de la capture des fonctions cérébrales.

Dans un article publié dans les actes du IEEE/NIH 2011 Life Science Systems and Applications Workshop en avril 2011, l'équipe de Viterbi a expliqué comment ils ont pu utiliser des nanotubes de carbone pour créer une synapse.

Les nanotubes de carbone sont des structures moléculaires de carbone qui sont extrêmement petites, avec un diamètre un million de fois plus petit qu'une pointe de crayon. Ces nanotubes peuvent être utilisés dans des circuits électroniques, agissant comme des conducteurs métalliques ou des semi-conducteurs.

"C'est une première étape nécessaire dans le processus, " dit Parker, qui a commencé à étudier la possibilité de développer un cerveau synthétique en 2006. « Nous voulions répondre à la question :pouvez-vous construire un circuit qui agirait comme un neurone ? La prochaine étape est encore plus complexe. Comment pouvons-nous construire des structures à partir de ces circuits qui miment le fonctionnement du cerveau, qui compte 100 milliards de neurones et 10, 000 synapses par neurone ?"

Parker a souligné que le développement réel d'un cerveau synthétique, ou même une zone cérébrale fonctionnelle est dans des décennies, et elle a dit que le prochain obstacle pour les centres de recherche sur la reproduction de la plasticité cérébrale dans les circuits.

Le cerveau humain produit continuellement de nouveaux neurones, établit de nouvelles connexions et s'adapte tout au long de la vie, et créer ce processus à travers des circuits analogiques sera une tâche monumentale, selon Parker.

Elle pense que les recherches en cours visant à comprendre le processus de l'intelligence humaine pourraient avoir des implications à long terme pour tout, du développement de la nanotechnologie prothétique qui guérirait les lésions cérébrales traumatiques au développement intelligent, des voitures sûres qui protégeraient les conducteurs de nouvelles façons audacieuses.

Pour Jonathan Joshi, un doctorat de l'USC Viterbi. étudiant co-auteur de l'article, l'approche interdisciplinaire du problème a été la clé des premiers progrès. Joshi a déclaré que travailler avec Zhou et son groupe de chercheurs en nanotechnologie a fourni la dynamique idéale de la technologie des circuits et de la nanotechnologie.

"L'approche interdisciplinaire est la seule approche qui mènera à une solution. Nous avons besoin de plus d'un type d'ingénieur travaillant sur cette solution, " a déclaré Joshi. "Nous devons constamment être à la recherche de nouvelles technologies pour résoudre ce problème."